Relatório fenômenos de transporte

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Universidade Federal de Itajubá Campus Itabira
EMEI08 - LABORATÓRIO DE FENÔMENOS DE TRANSPORTE
T09
Prática 1
“Medidas de Temperaturas e Calibração”
Professora: Rose Marie Belardi
Ana Elisa Carvalho – 2019013820
Maria Eduarda Ribeiro – 2019013769
Itabira- MG
Fevereiro/2021
https://sig.unifei.edu.br/sigaa/public/RedirectDocente?login=/01198509660
Procedimentos da Prática 1
EMEI08 – Laboratório de Fenômenos de Transporte - 1º Semestre de 2021
Título: “Medidas de Temperaturas e Calibração”
INTRODUÇÃO
Termômetros de resistência ou termômetros de resistência são
sensores de temperatura que operam com base no princípio de que a
resistência ôhmica muda com a temperatura, entre eles os termopares e
termistores. Além de ter um alto sinal de saída elétrica, eles também têm alta
precisão e excelente taxa de repetição de leitura, desvio de uso insignificante e
envelhecimento.
Os termopares são compostos por dois condutores metálicos com
propriedades diferentes, na forma de metal puro ou liga homogênea. Uma
extremidade do fio é soldada, o que é chamado de junta térmica ou junta de
medição. A outra extremidade do fio atinge f.e.m. (força eletromotriz), fechando
o circuito através do qual a corrente flui. O ponto de conexão entre o fio que
forma o termopar e o instrumento de medição é chamado de junção fria ou
junção de referência. O aquecimento na junção de dois metais produzirá f.e.m.
Este princípio denominado efeito Seebeck permite o uso de termopares para
medir a temperatura. O sinal f.e.m. gerado pelo gradiente de temperatura (DT)
que existe entre as junções quente e fria é geralmente indicado, registrado ou
transmitido.
O termistor é um semicondutor sensível à temperatura. Existem basicamente
dois tipos de termistores:
• NTC (Coeficiente de Temperatura Negativo) - Termistor cuja resistência muda
com a temperatura e é negativa: a resistência diminui com o aumento da
temperatura.
• PTC (Coeficiente Positivo de Temperatura) - Termistor cuja resistência muda
com a temperatura e é positiva: a resistência aumenta com a temperatura.
Em concordância com a curva característica do termistor, seu número
de resistência pode ser reduzido, aumentado ou diminuído dentro de uma
determinada faixa de temperatura. Portanto, alguns podem desempenhar um
papel na prevenção do superaquecimento, limitando a corrente quando uma
determinada temperatura é excedida. Nesse caso, outra aplicação corrente no
nível industrial é a medição de temperatura (por exemplo, em motores
elétricos), pois usando termistores, podemos obter variações na eletricidade de
acordo com a temperatura em que estão localizados.
A princípio para que o aquecimento da água consiga ser analisado, é
necessário estudar as condições atmosféricas locais, visto que elas afetam os
pontos de trocas de fase do fluido. Dessa maneira, para medir a pressão
atmosférica foi utilizado o barômetro. Em seguida, foi descoberto o valor do
parâmetro 𝑊𝑟𝑒𝑓 após consultar a tabela de Relações de resistência do
termômetro de platina, adicionando no fim, a tabela com os parâmetros e
depois comparar. Também foi usado o gráfico de aquecimento.
OBJETIVO
O objetivo principal da prática é medir o comportamento da água
quando aquecida e seu ponto de ebulição . O intuito da prática de medidas de
temperaturas e calibração é avaliar o efeito sob um termômetro, conferir
medições em recipientes e temperaturas distintas usando o ponto de
solidificação e também o hipsômetro com o vidro (frasco) isolado. Por último,
efetuar uma análise com os resultados obtidos.
MÉTODO
Utilização do ponto de gelo e do vapor da água como temperaturas de
referência na equação de referência de um termômetro de resistência de
platina. Cálculo das temperaturas absolutas correspondentes para um conjunto
de medições feitas na escala Celsius.
MATERIAIS E EQUIPAMENTOS
➔ Cronômetro
➔ Barômetro digital
➔ Aparelho de medição de temperatura e calibração TH1 (Armifield).
Mostra medidas precisas de temperatura em distintas condições e
escalas.
Figura 1: Módulo TH1 Figura 2: Módulo TH1- Vista frontal e lateral
PROCEDIMENTO
➔ Ajuste o potenciômetro para PT100, para que assim os valores
apareçam em ohms.
➔ Determine a pressão barométrica da sala. Consulte o ponto de ebulição
da água para obter o ponto de vapor da água nessa pressão.
➔ Para obter o número de Wref no ponto de vapor de água recém
adquirido, examine as Relações de resistência do Termômetro De
Resistência de Platina
➔ Coloque o suporte dos sensores no frasco isolado. Gire o botão seletor
na parte frontal do controle até ‘IND PT100 (LO)’ e faça uma leitura da
resistência. Ela produz a resistência do sensor no estado de gelo, R
(0,00°C).
➔ Aguarde até que a água no hipsômetro alcance o ponto de ebulição. É
indispensável atentar o nível da água no hipsômetro e inteirá-lo se cair
sob a marcação mais inferior no visor de vidro.
➔ Transfira o suporte dos sensores para o hipsômetro. Aguarde a
estabilização da leitura do sensor e, a seguir, anote a saída da
resistência do PRT industrial. Ela oferece uma outra saída de sensor, R
(T).
➔ Desligue o aquecedor.
➔ Movimente o suporte dos sensores em direção ao cavalete de metal.
➔ Aguarde alguns minutos para o esfriamento do hipsômetro até ver que
não possui nenhum escape de vapor no respiro.
➔ Remova com muito cuidado o respiro de vapor. Aguarde até que o
hipsômetro esfrie para facilitar o manuseio se ele estiver muito quente.
➔ Encha o hipsômetro com água pura fria. Se o vapor escapar em
quantidades significativas, espere um pouco até que o hipsômetro esfrie.
➔ Encha o recipiente até que o nível de água chegar nas duas marcas
superiores no visor de vidro, formando um banho de água.
➔ Mude o suporte do sensor para a parte mais alta (superior) do recipiente.
➔ Use o botão seletor giratório na parte frontal do console para alternar a
exibição entre as saídas do termômetro de referência PT100 e do sensor
industrial PT100. Aguarde até que as saídas dos sensores sejam
estabilizadas. A seguir faça a leitura dos dois sensores.
➔ Ligue e o aquecedor e o agitador e ajuste a potência do aquecedor no
máximo. Reduza a potência do aquecedor ao mínimo uma a cada 5
minutos e espere até que a saída do sensor esteja perto de estar
estabilizada (é provável que ela não alcance um valor estável real).
➔ Faça leitura dos dois sensores e, a seguir, aumente a potência do
aquecedor ao máximo mais uma vez
➔ Faça leituras até que o banho de água alcance o ponto de ebulição.
➔ Desligue o aquecedor e o agitador.
RESULTADOS
De acordo com procedimento, foram obtidos os seguintes resultados:
➔ Pressão atmosférica em Itabira/MG: 92,4kPa
➔ Temperatura de ebulição [ºC]: 97,45
➔ Wref (0,01): 1,38291
➔ a = 0,06133
CONCLUSÕES
Ao fazer a prática Medidas de Temperaturas e Calibração, podemos
compreender a relação entre os fluidos de aquecimento, determinar como
medir a temperatura e sua precisão e apontar alguns erros relativos entre a
teoria e a prática.